Diseño de Carro A Vapor PDF

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DE CARRO A VAPOR INTRODUCCION En la obra General de Montiel se define a una como: que se utilizan para transformar la en trabajo (2009, p. 368) y basan su funcionamiento en la ley de la de la que enuncia: no se crea ni se destruye, solo se Y en la tercera ley de Newton que dice: a cada siempre se op...

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DISEÑO DE CARRO A VAPOR INTRODUCCION En la obra Física General de Héctor Pérez Montiel se define a una máquina térmica como: “aparatos que se utilizan para transformar la energía calorífica en trabajo mecánico” (2009, p. 368) y basan su funcionamiento en la ley de la conservación de la energía que enuncia: “la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”. Y en la tercera ley de Newton que dice: a cada acción siempre se opone una reacción de igual magnitud, pero en dirección opuesta. La trasformación de energía calorífica a mecánica puede realizarse por medio de agua, debido a que, cuando se le somete a una temperatura mayor a 100°C, cambia su estado a gas, el cual, se utiliza para realizar trabajos mecánicos como el movimiento de manivelas, turbinas, pistones y palancas. Dicho lo anterior, en la presente práctica experimental se aplicará la ley de la conservación de la energía para impulsar un prototipo de carro construido con materiales ligeros a base de calor y vapor de agua. OBJETIVO Aplicar la ley de la conservación de la energía y la tercera ley de Newton para impulsar un prototipo de carro a base de calor y vapor de agua. PRESENTACION DE PROBLEMA ¿Se podrá utilizar la energía calorífica para impulsar el prototipo de carro? HIPOTESIS Si es posible transformar la energía calorífica en trabajo mecánico y ésta es expulsada en una dirección, entonces el carro se impulsará en dirección opuesta a la expulsión de dicha energía. MATERIALES              

Una lata de aluminio de 355 ml. (no importa la bebida) Una lata de alcohol solido de 250 ml. 4 tapas de garrafón de 20L. 1 botella vacía de fabuloso de 1L. 1 botella vacía de agua bonafont de 1.5 L. 1 pistola de silicón. 3 barras de silicón. 2 popotes cualquier grueso. 3 palos de bandera (de diámetro menos al popote). 1 tijeras o cúter. 1 sardina de atún vacía. 1.5 m de alambre galvanizado. 1 Jeringa sin aguja. 0.5 L de agua.

PROCEDIMIENTO 1. Abrir un hoyo de 3mm de diámetro a 1 cm del borde de la tapa de la lata de refresco. 2. Inclinar la lata de manera que se vacíe todo el refresco por el hoyo de 3 mm. 3. Por ese mismo agujero inyectarle a la lata 100 ml de agua. 4. Recortar la botella por el lado más angosto y largo. 5. Doblar el alambre de la siguiente manera:

6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 7. Hacerle 4 hoyos a la botella, 2 de cada costado separados por 17 cm y de diámetro de 8 mm 8. Meter los popotes en los 4 hoyos, que cada popote atraviese 2 hoyos. 9. Recortar los 2 extremos de cada popote hasta que solamente sobresalgan por 1 cm del costado de la botella. 10. Colocar un poco de silicón alrededor de cada extremo de los popotes para que se pegue a la botella. 11. Meter los palos de bandera en cada popote y cortar sus extremos de manera que sobresalgan de los costados de la botella por 4 cm. 12. A 1 cm del costado de la botella, rodear el palo con un anillo de alambre para que sirva de tope. 13.Hacer un hoyo en el centro de cada tapa de garrafón para que pasen fácilmente los palos de bandera. 14. Insertar 1 tapa de garrafón en cada extremo de los palos de madera, de manera que la parte hueca de cada tapa quede mirando al lado opuesto de donde está la botella. 15.Repetir el paso 12, pero en este caso, será a 3 cm del costado de la botella.

16.Fijar cada pata de la estructura de alambre a la botella con 4 anillos de alambre: 4 anillos de alambre que salen del piso de la botella sujetan las 4 patas de la estructura. 17.Colocar la lata de refresco en la estructura de alambre y girarla hasta que el hoyo de 3 mm quede en altura más alta. 18. Colocar la lata de alcohol solido debajo de la de refresco. 19. La cola de la botella es una pared más si dicha botella está acostada. Con un pedazo de alambre agujerar el piso que esta junto a la cola de la botella y pasar por ahí un alambre hasta que supere por 5 cm la altura del hoyo de 3 mm de la lata de refresco. 20. Doblar esos 5 cm del alambre anterior con dirección opuesta a la lata de refresco, (en dirección a la cola de la botella). 21.Colocar un tope como los de las ruedas sobre dicho alambre en el punto donde se dobla hacia atrás. 22. Fabricar la hélice; cortar la botella de bonafont de la siguiente manera: 23. Doblar las aspas de la hélice de la siguiente manera:

24.Insertar la hélice en su eje (El alambre doblado hacia atrás) 25.Ponerle un tope. 26.Encender la lata de alcohol y observar los resultados.

RESULTADOS Y OBSERVACIONES 

El calor de la lata de alcohol solido encendida hace que el agua dentro de la lata de refresco se evapore. El vapor sale por el hoyo de 3 mm a presión, lo

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cual hace girar la hélice y finalmente impulsa al carro en dirección opuesta a la expulsión de vapor. El carro logró avanzar a una velocidad lenta por 1 m de distancia, debido a la propulsión de la hélice y el vapor. El agua tardó 3 minutos en hacer ebullición dentro de la lata de refresco. El auto avanzó en dirección opuesta hacia donde se expulsaba el vapor. El carro no avanza si no está encendida la lata de alcohol, debido a que ésta es su fuente de energía para poder avanzar por medio de vapor.

CONCLUSIONES El funcionamiento del prototipo de carro a vapor responde a lay de la conservación de la energía, debido a que convierte la energía calorífica de la lata de alcohol en mecánica, por medio del vapor, que proporciona la fuerza necesaria para hacer girar la hélice de propulsión. Además, también se aplicó la tercera ley de Newton (a toda acción, hay una reacción de la misma magnitud pero de sentido opuesto) en el caso del prototipo, la acción fue la expulsión de vapor por la parte trasera del carro que hizo funcionar la hélice, y la reacción fue el impulso que se le dio al carro hacia adelante. Por las razones anteriores podemos concluir que el automóvil a vapor aplicó la ley de la conservación de la materia y la tercera ley de newton, por lo cual, es una maquina térmica perfectamente funcional....